میکروب هایی ، مانند باکتری ها و مخمرها قادر به تولید انواع مختلفی مواد مفید برای انسان ها هستند . پنی سیلین ، انسولین و آنزیم های پودرهای شست و شو ، تنها سه مورد از این مواد مفید هستند . برای دستیابی به مقدار زیاد این محصولات ، باید میکروب ها را در مقادیر زیاد کشت داد .
یکی از تخمیر کننده ها ( فرمانتورها ) در شکل زیر نشان داده شده است .
بدنه ی تخمیر کننده از فولاد ضدزنگ و به شکل یک ظرف بزرگ طراحی شده است . درون ظرف نیز از یک محیط کشت پایه ی مناسب پر می شود .
این محیط کشت نوعی مایع غذایی و قندهمراه با برخی مواد دیگر که به رشد و تکثیر سریع میکروب ها کمک می کنند ، است . برخی میکروب ها فقط نیازمند کربوهیدرات ها و مواد معدنی هستند و برخی دیگر به پروتئین ها و ویتامین ها نیز نیازمندند . اغلب قارچ ها برای رشد و تکثیر نیازمند کربوهیدرات ها ، مواد معدنی و ویتامین ها هستند ، در حالی که مخمرها فقط به قند و مواد معدنی نیاز دارند .
نوعی خاصی میکروب به این محیط کشت پایه اضافه می شود ، تا میکروب ها در آن به رشد و تکثیر بپردازند . درون تخمیر کننده ، برای به گردش در آمدن محیط کشت و ساکن نبودن آن ، هم زن های پره مانندی وجود دارد که توسط یک موتور به چرخش در می آیند .در حین تخمیر میکروبی انرژی زیادی ایجاد می شود . این انرژی باعث گرم شدن محیط کشت می شود . بنابر این بدنه ی دستگاه باید خنک شود . پس از اتمام کار ، مخلوط درون ظرف توسط شیری که در پایین ظرف است جمع آوری می شود . سپس محصول را از کل مخلوط جدا و آن را خالص می کنند .
پس از مدت زمان لازم جهت رشد و تکثیر میکروب ها و تولید محصول ، باید محصول را از مخلوط موجود درون تخمیر کننده جدا کرد . برای این کار دو روش عمده وجود دارد .
اگر پس از استخراج محصول ، دستگاه را بشوییم و کلیه ی مراحل را ، برای کشت بعدی ، از اول آغاز کنیم ، این روش کشت بسته می گویند . این روش قدیمی است .
روش جدید و پیشرفته تر استفاده از یک لوله یا مجرای تخلیه کننده در دستگاه تخمیر کننده است یعنی یک بار دستگاه را آماده می کنند تا ، پس از گذشت زمان لازم ، محصول تولید شود ، سپس محتویات درون دستگاه مدام توسط لوله ی تخلیه کننده به بیرون هدایت می شود و محصول نیز به طور مداوم استخراج می شود . به همان سرعتی که محتویات از دستگاه تخلیه می شود ، باید محیط کشت جدید به دستگاه اضافه شود تا حجم کلی ثابت بماند . به این روش کشت پیوسته گفته می شود . این سیستم به طور کامل خودکار است و شبانه روز فعالیت دارد .
نمونه هایی از سیستم پیوسته را به طور طبیعی در بدن جانداران نیز می توان مشاهده کرد .به عنوان مثال ، میکروب های هضم کننده ی سلولز ( بیش تر باکتری ها ) در سیرابی معده ی گاو و گوسفند زندگی می کنند . این میکروب ها امکان هضم مقادیر عمده ی علف های خورده شده را فراهم می کنند .
یک مقدار اولیه از قارچ پنی سیلیوم به محیط کشت مایع در دستگاه تخمیر کننده اضافه می شود . این محیط کشت حاوی انواع مختلف قندهاست . دمای محیط نیز همواره باید 24 درجه ی سانتی گراد ثابت باشد . تراکم و میزان اکسیژن محیط نیز باید به دقت کنترل شود . محصول پنی سیلین بستگی به دو عامل دارد : یکی به تراکم اکسیژن و دیگری به غلظت قندهای مختلف موجود در محیط کشت .
پس از طی 24 ساعت اول ، قارچ ها سریع رشد می کنند . سپس غلظت قندهای موجود در محیط کشت کاهش می یابد و در این حالت قارچ ها پنی سیلین تولید می کنند . پس از حدود یک هفته پنی سیلین در محیط کشت به حداکثر می رسد . سپس محصول جمع آوری و تصفیه می شود . محیط کشت مایع را از فیلترهای مخصوص عبور می دهند و قارچ ها پشت فیلتر می مانند و سپس پنی سیلین نیز از محیط کشت استخراج می شود .